Вихревой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник Советский патент 1981 года по МПК F28D7/00 

(54) ВИХРЕВСЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ Изобретение относится к теплообменным аппаратам, используемым в нефтехимической, химической в /фугих отраслях промьпиленности. Известны из авт. св. № 4О7178 вихревые вертикальные кожухотрубчатые теплообменники с трубами, закрепленными в трубных решетках и имеющими вихревые энергоразделители: часть труб по концам снабжена каплеотбойниками, выполненным в виде концентрично размещенных стаканов, имеющих наклонные прорези с внутренней отбортовкой, а другая часть труб заглушена с холодного конца и : вьшолнена с кольцевыми прорезями, размещенными над уровнем верхней трубной решетки для отсоса жидкой фазы под действием разрежения. Существенным недостатком известного теплообменника является то, что при увелечении концентрации жидкой . фазы и паре углеводородов в исходном газе снижается эффективность работы аппаратов по конденсации и сепарации. Основными приТЕПЛООБМЕННИКчинами этого является, турЬулизадвя горячего потока на некотором расстоянии от энергораэделителя, что приводит к срыву конденсатной пленки с внутренней поверх кости трубы особенно при режимах работы f l,Oj конструкция каплеотбойника не может обеспечить высокой степени раэ деления фазь - невозможность регулировки площади проходного сечения энергчэазделителя в зависимости от содержания жидкЫ фазы в исходном газе, что снижает эффект температурного разделения и в итоге отрвца тельно сказывается на прадессе конденсации и сепарации углеводородов. Ксжденсация и сепарация эффектишю осуществляется при работе теплообменника в режиме 0,9 (т.е. 9О% всего вотока отводится через холодный конец трубы, жидкая фаза же на 95% сконцентрирована в горячем потоке в в виде жидкостной пленки движется по вихревой ). Ошако на некотором расстояние от соплового сечения эн горазделителя за счет высокой степени гурбулнзации горячего погока эга ппеика срываегся, что приводиг го к снижению сгепени очистки газового потока, го к заносу жидкой фазы в поток. В холодный поток также осуществляется занос жидкой фазы. Для его удаления обычно служат отбойники, однако они не обеспечивают должной эффективности сепарации, а невозможность регулирования проходного сечения сопел энергоразделителей в теплообменниках не позволяет работать им в оптимальном режиме, так как при увеличении содержания жидкой фазы в исходном газе необхбдимо увеличивать площадь проходного сечения сопел, что возможно делать только tip и KwiTpoльном вскрыгии аппаратов по месту обвязки, что усложняет эксплуатацию теплообменников. Цель изобретения - устранение вышеуказанных недостатков путем повышения степени сепарации. Цель достигается тем, что каждый экергоразделитель снабжен регулировочной шайбой, а каждая труба внутри на гфячем конце - фазоразделителем, и под промежуточной решеткой выполнена сепарационная камера, в пределах которой трубы имеют винтообразные прфези. На фиг. 1 изображен описываемый вихревой кожухотрубчатьп теплообмешгик; на фиг. 2 - энepгqэaздeлитeлIэ с регуЛ1ФОВОЧНОЙ шайбой: на фет-. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - труба с винтообразными прорезями для отвода жиД1сой фазы; на фиг. 5 - фазоразделитель. Теплообмешшк содержит кожух 1, трубы 2, закрепленные в трубных решетках 3-5 и промежутолюй 6, На входе в каж дую трубу Помешен вихревой энергораз,делитель 7 с регул(фовочной шайбой 8. Трубы 2 на холодном конце 9 оашщены капле отбойник ом 10, состоящем из сплошного стакана 11, с одного конца которого выполнены зубчатообразные вырезы 12 а с другого - установлен пакет сетки 13 Каждая груба на горячем конце снабжена фазоразделнтелем 14, установленным внут ри трубы с возможностью перемещения, под решеткой 6 выполнена сепарационная камера. 15, в гфеделах которой грубы име ют винтообразные upoj}e3H 16, кожух 1 снабжен патрубком 17 дла отвода холооHCJro потока рабочей q5eдь патрубком 18 8 44 для отвода горячего потока рабочей феды, патрубком 19 для подвода хладагента, патрубком 20 для его отвода, патрубком 21 для подвода газопарожидкостной смеси, штуцером 22 для отвода жидкой фазы конденсата из камеры 15, патрубком 23 для отвода жидкой конденсата; фазоразделитель 14 снабжен пружинами 24, а трубы частично на холодном конце 9 заглушены и имеют отверстия 25, Теплообменник работает следующим образом. Газопарожидкостная смесь поступает в теплообменник через патрубок 21, а затем через каналы энергоразделителя 7 попадает в виде расширяющей закрученной струи и трубы 2. Сконцентрированная за счет Действия низких температур и отсепар фованная центробежной силой жиД1сая фаза с периферии горячего конца труб через BffiiTOBHe прорези отводится в камеру 15, а газ в виде двух противополояшо направленных потоков - горячего и холодного отводится через патрубки 17 и 18, пройдя предварительно через каплеотбойники 10 и фазоразделитель 14. Перемещение фазоразделителя на горячем конце труб 2 позволяет отбирать жидкую фазу Б ввде пленки до начала ее разрушения. Для удаления жидкой (|изы из камер служат трубы 2, заглу1иешш1е на холодном конце 9 и имеющие отверстия 25. Удаление жидкой фазы осушествляется путем ее подсоса, через отверстия диафрагмы малого диаметра в энергоразделителе; жидкая фаза удаляется через патрубок, а трубы 2 охлаждаются в межтрубном пространстве хладагентом. Использование энергоразделителей с регул1фовоч11ой шайбой, а также установка фазоразделителей позволит значительно повысить степень сепарации жидкой фазы ИЗ газо-парожндкостной смесИ, подаваемой в теплообменник. Формула изобретениа Вихревой вертикальный кожухогрубчатый теплообменник по авг, св. № 407178, отличающийся гем, что, с целью повышения степени сепарация, каждый энергоразделитель снабжен регулировочной шайбой, а каждая труба внутри на горячем конце фазоразделигелем, и под промежуточной решеткой выполнена сепарацнонная камера, в пределах которой грубы имеют винтообразные прорези.

861914

Колодный поток /7

г

Хладагент

ФигЛ

Ф11г.3

24

24

Фиг.5